Um aparelho multifuncional mostrou-se capaz de capturar o calor presente nos painéis solares fotovoltaicos, sempre expostos ao Sol, e usar esse calor para dessalinizar a água do mar, gerando água potável. Ou seja, o aparelho gera simultaneamente eletricidade e água usando apenas energia renovável.
Uma fazenda solar com um sistema de dessalinização de água do mar acionado por calor sob cada painel pode co-gerar eletricidade renovável e água doce em áreas costeiras. [Imagem: Wenbin Wang]
Água de graça
Wenbin Wang, da Universidade de Ciência e Tecnologia Rei Abdullah, na Arábia Saudita, construiu uma série de canais de água e os empilhou, separando-os por membranas hidrofóbicas porosas e camadas condutoras de calor, e então prendeu tudo no lado de baixo de um painel fotovoltaico comercial.
O calor residual do painel vaporiza a água do mar no canal mais alto; o vapor atravessa a membrana porosa e condensa-se como água fresca em um canal de água limpa logo abaixo.
À medida o vapor condensa, seu calor passa através da camada de condução térmica para o próximo canal de água do mar, reciclando a energia para purificar mais água.
Esquema do mecanismo de dessalinização da água do mar pela reciclagem do calor dos painéis solares. – [Imagem: Wenbin Wang et al. – 10.1038/s41467-019-10817-6]
Usando três camadas empilhadas de canais de destilação de água e passando a energia de camada para camada, o aparelho, instalado em uma região costeira da Arábia Saudita, produziu até 1,64 litro de água potável por metro quadrado de superfície do painel solar a cada hora. Isso é mais do que o dobro da produção de água dos dessalinizadores solares tradicionais, que usam um esquema de estágio único, instalados na mesma região desértica.
Igualmente importante, a saída de eletricidade do painel fotovoltaico não foi afetada pela dessalinização de água ocorrendo abaixo dele.
Energia e água
Wang lembra que a produção de energia e o uso da água já estão profundamente interligados. Fazendas solares usam água doce para tirar a poeira que se acumula sobre os painéis solares e reduz sua capacidade de geração de eletricidade. Enquanto isso, as usinas de dessalinização de água consomem muita eletricidade para produzir água doce da água do mar.
Assim, o novo aparelho preenche um hiato que aguardava por uma solução. Além disso, ele faz seu trabalho aproveitando algo que era desperdiçado: os painéis fotovoltaicos comerciais transformam a luz solar em eletricidade com uma eficiência máxima de 20%; os restantes 80% são desperdiçados como calor, lançado no ambiente circundante.
Fonte: Inovação Tecnológica.
